粉煤灰基地质聚合物固化低放射性稀土酸溶渣

离子型稀土酸溶渣是一种低放射性废渣,需要进行安全化处置。以稀土酸溶渣和粉煤灰为原材料,在碱激发剂的作用下制备地质聚合物,通过SEM、XRD、FTIR手段分析放射性核素在地质聚合物的固化机理。结果表明,当Si Al摩尔比为2.0,Na Al摩尔比为0.9,75℃固化24 h时,养护1 d所制得的地质聚合物抗压强度达45 MPa,制备的地质聚合物具有非晶态Si Al凝胶相,内部结构致密均匀,具有良好的力学性能。在酸溶渣添加量为25%时,地质聚合物固化体抗压强度可达12 MPa。对添加酸溶渣固化体进行浸出试验,渣添加量为25%时固化体中钍的7 d浸出率为3.47×10^(-5) cm d,7 d累计浸出分数为4.42×10^(-5)cm,实现了放射性核素的有效固化。钍、铀以沉淀及化学键结合两种方式存在于地质聚合物中。

钕铁硼废料熔分渣盐酸浸出稀土的实验研究

以钕铁硼废料经H_(2)选择性还原-渣金熔分处理得到的多组元熔分渣为原料进行盐酸浸出,研究了低温常压和高温高压条件下各因素对稀土浸出率的影响,并对浸出过程的动力学进行了分析。实验结果表明:低温常压浸出最优条件为盐酸浓度2.84 mol/L、液固比10∶1、时间60 min和温度85℃,稀土浸出率达到96.04%;浸出过程受扩散和化学反应混合控制,表观活化能29.25 kJ/mol,指前因子2.0209 s^(-1),与盐酸浓度和粒度相关的反应级数分别为1.49和-0.55。高温高压浸出最优条件为盐酸浓度2.03 mol/L、液固比10∶1、时间30 min和温度110℃,稀土浸出率达到98.13%;回收得到的稀土氧化物主要为Pr_(4)O_(7)和Nd_(2)O_(3),纯度达99.56%;浸出过程属于内扩散控制,表观活化能为9.63 kJ/mol,指前因子为3.57×10^(-3) s^(-1)。

稀土熔盐电解渣回收利用技术现状及展望

稀土熔盐电解渣是熔盐电解制备稀土金属及其合金过程中产生的稀土基固废,含有丰富的稀土、氟和锂等资源。本文综述了从稀土熔盐电解渣中回收再利用有价金属的技术现状,介绍了物理法、酸法、碱法等工艺存在的技术优势及问题,着重分析了浓硫酸焙烧和氢氧化钠焙烧产业化技术存在的问题及未来的发展趋势,以期为资源化回收稀土熔盐电解渣提供参考。

高纯锗γ能谱法测量伴生放射性矿稀土酸熔渣^(238)U方法研究

为降低高纯锗(HPGe)γ谱仪测量稀土酸溶废渣^(238)U时基体自吸收效应产生的干扰,本文按比例将伴生放射性矿稀土酸熔渣样品与模拟土壤基体空白混合均匀,采用高纯锗(HPGe)γ谱仪对^(238)U子体^(234)Thγ射线(92.6keV)进行测量得到^(238)U放射性比活度。伴生放射性矿稀土酸熔渣样品与模拟土壤基体样品按比例为40g:260g与50g:250g时测量结果与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和激光荧光法测量结果相符合,可知HPGeγ能谱法在伴生放射性矿稀土酸熔渣样品与模拟土壤基体样品按40g:260g与50g:250g比例混合时灵敏度最佳。本研究建立了HPGeγ能谱法测定伴生放射性矿稀土酸熔渣中^(238)U的测定方法,填补当前伴生放射性矿样品^(238)U测定方法的空白。

中国磷资源与磷化工可持续发展

人类活动对磷元素的地球化学过程具有重要影响。中国磷矿石储量仅占世界总量的4.6%,且正面临P_2O_5品位贫化、磷化工过程伴生稀土和氟资源浪费严重、副产磷石膏大量堆存污染环境以及地表水体磷污染等问题。今后一段时间内,二水物硫酸法仍将是湿法磷酸的主流工艺。磷矿伴生稀土和氟的高效回收利用,对于稀土产业和氟化工可持续发展具有重大战略意义,关键在于突破现有的技术瓶颈,研发新的回收利用技术。磷化工过程实现硫资源的循环利用和清洁生产,核心在于突破磷石膏制硫酸关键技术。磷石膏转铵法制硫酸技术实现规模化工程应用,可有效解决中国硫资源短缺问题,根除磷石膏大量堆存造成的环境污染;还将显著减少硫铁矿、石灰石等一次资源开采和温室气体CO_2排放。硅酸钙晶种法回收污水中的磷,进而加工为磷酸、磷肥等产品,则为减少一次磷资源消耗、实现磷资源的循环利用提供了可能。以污水磷回收制取磷酸二氢钾技术为例,表明污水磷回收和磷石膏资源化利用对中国磷资源产业的绿色可持续发展具有重大潜在价值。

燃煤固体产物中元素分布特征

利用中子活化分析、原子发射光谱等元素分析方法研究我国典型低钙和高钙燃煤固体产物中的元素分布。结果表明 :亲硫元素与有机结合态元素 (As、Se、Sb、Co、Ni)从底灰—飞灰—结渣—沾污的含量依次增高 ,而稀土元素和放射性元素 (U、Th)则与之相反。在燃煤飞灰中 ,铁质颗粒中多数微量元素的含量高于钙质和硅铝质颗粒。

复杂稀有金属伴生矿富集渣提取稀土和铌的工艺研究

研究了从复杂稀有金属伴生矿富集渣中提取稀土和铌的工艺。结果表明,采用硫酸酸化-分段浸出工艺可实现富集渣中稀土和铌的高效浸出。在酸矿质量比1.8、酸化温度350℃、酸化时间120min、一段浸出液固比1∶1、浸出温度80℃、浸出时间90min、二段浸出液固比8∶1、浸出温度25℃、浸出时间90min的条件下,浸出渣中REO含量为0.96%,Nb2O5含量为0.75%,稀土浸出率为85.03%,铌浸出率为80.88%。其中铌一段浸出率为80.26%,稀土二段浸出率为83.85%,可通过分别处理一段浸出液和二段浸出液实现铌和稀土的回收。

离子交换法提取磷矿中稀土元素的初步研究

采用55%硝酸溶解稀土伴生磷矿,得到硝酸溶解液,然后用离子交换法分离提取硝解液中稀土元素。采用单因素法研究了离子交换时间、淋洗剂pH值、EDTA浓度及硝解液中钙离子等因素对稀土提取的影响。结果表明,最佳工艺条件为:离子交换50min,淋洗剂pH值9.0、EDTA浓度0.020mol/L、淋洗50min;在此条件下树脂对硝解液中稀土一次吸附率最高达到50%,稀土一次洗出率最高达到94%以上。硝解液经浓缩冷冻除钙后,稀土吸附率明显提高。

从风化壳淋积型稀土矿除杂渣中酸浸稀土和铝

研究了用盐酸从风化壳淋积型稀土矿除杂渣中浸出稀土和铝,考察了盐酸浓度、温度、液固体积质量比和浸出时间对稀土、铝及杂质离子浸出率的影响。结果表明:在盐酸浓度1 mol/L、液固体积质量比10/1、温度40℃条件下浸出30 min,镧、钇、铝浸出率分别为85%、66%和48%,杂质离子铁、钾、镁浸出率均较低;酸浸液用100 g/L碳酸氢铵溶液调pH分步沉淀铝和稀土,铝和稀土最终回收率分别为46%和75%。采用该工艺可实现二次资源综合回收,有较好经济效益。

稀土电解熔盐渣焙烧产物酸浸提取稀土、锂和氟

稀土电解熔盐渣经过氧化钙和硫酸铝协同焙烧活化得到焙烧渣,采用硫酸浸出高效提取焙烧渣中稀土、锂、氟,系统考察了不同酸浸条件对稀土、锂、氟浸出率的影响。针对较优酸浸条件下的浸出液,用硫酸钠沉淀析出稀土复盐沉淀,实现稀土分离。结果表明:较优酸浸条件为硫酸浓度4 mol/L、液固体积质量比10∶1(单位:mL/g)、浸出温度90℃、浸出时间4 h,熔盐渣中镨、钕、钆、锂、氟的浸出率分别为95.83%、96.55%、93.06%、95.52%、94.85%。稀土复盐沉淀纯度高,稀土回收率达99.3%以上。该方法可以高效回收稀土熔盐电解渣中稀土、锂、氟有价元素,对提升稀土熔盐电解渣的全组分利用具有重要意义。

稀土生产中废渣的处置

概述了我国稀土生产中废渣的主要状况,废渣的处置方法,以及今后稀土生产中废渣的综合利用问题。

从含稀土磷矿酸浸液中提取稀土的研究现状

简要介绍了稀土元素性质及其存在,综述了从含稀土磷矿酸浸液中提取稀土元素的方法,主要有萃取法、树脂吸附法、膜分离法等,并进行了总结和展望。

钢渣对稀土矿区酸性土壤的改良效果

[目的]探索一种新型稀土矿山酸性土壤改良方法。[目的]以江西赣州某稀土矿区土壤为研究对象,采用钢渣和有机肥为土壤改良药剂,设置了钢渣2%、有机肥3%、有机肥3%+钢渣2%、有机肥8%、有机肥8%+钢渣2%、空白对照6个处理,研究不同添加量的钢渣与有机质对矿区酸性土壤p H、阳离子交换量、水溶性盐总量、全氮、全磷、全钾、有效磷、水解性氮、速效钾、总孔隙度等理化性质以及白菜种子的发芽和生长情况的影响。[结果]土壤有机质、阳离子交换量、水溶性盐总量、全氮、全磷、水解性氮、有效磷、速效钾、电导率等指标和有机肥的添加量具有正相关关系,总孔隙度在改良前后变化不明显;钢渣可以提高黏粒含量和土壤p H,促进植物的发芽与生长;在植被后期生长过程中,可以通过添加有机肥保证土壤肥力,使稀土矿山的复绿效果得以长期延续。[结论]钢渣是一种改良矿区酸性土壤的有效药剂。

氟化稀土熔盐电解渣硫酸浸出脱氟研究

氟化稀土熔盐电解渣不仅是稀土回收的重要二次资源,而且氟的回收利用也非常重要。本研究采用硫酸浸出法处理氟化稀土熔盐电解渣,使氟与稀土分离,并通过多级吸收将生成的氟化氢回收。研究了浸出温度、液固比、浸出时间、硫酸浓度对脱氟率的影响。结果表明:在浸出温度为360℃、液固比(体积与质量之比,单位为mL/g,下同)为2∶1、粒度58~75μm、搅拌转速恒定为300 r/min,反应3 h的条件下,氟的脱除率可达到95.28%,达到氟回收的目的。最后,通过对实验数据进行因次分析,得出氟脱除率的准数方程。

稀土采选行业环境影响评价技术导则设计与关键问题探讨

稀土采选行业环境污染问题一直备受关注,现有标准规范难以支撑其环境影响评价技术工作,亟需出台稀土采选行业环境影响评价技术导则,以规范和指导该行业建设项目环境影响评价工作。基于环评导则体系重构的总体构架,对导则框架进行了初步设计,分析并探讨了导则制订过程中应注意与其他标准规范相衔接、稀土伴生放射性、污染源强核算方法、离子型稀土开采工艺优化等几方面的关键问题。

南方离子型稀土中铀和钍的放射性调查及萃取分离

针对南方离子型稀土中铀、钍的放射性水平开展了调查,并根据南方离子型稀土生产过程中放射性元素铀、钍的分布、走向规律特点,首次提出采用环烷酸萃取剂预先萃取分离浸矿原液中的铀、钍。考察料液酸度、萃取相比、萃取时间、萃取剂皂化度及萃取级数对萃取的影响规律,并对反萃实验进行研究。实验表明:REO=1.75mol/L的稀土料液,采用15%环烷酸+15%异辛醇+70%磺化煤油(体积分数)萃取剂体系,在最佳萃取条件下:料液酸度pH为1.0~3.5,萃取时间10 min,萃取相比O/A=2:1,采用边萃取边皂化方式,按6 mL/min速度加入0.6 mol/L NaOH溶液(V_(NaOH):V_(extractant)=1:100)单级铀萃取率达98.6%,钍萃取率达33.3%,负载有机相采用5 mol/L盐酸按相比(O/A)20:1三级逆流反萃,铀、钍反萃取率均达100%。

氢氧化钠焙烧法提取稀土电解渣中稀土的工艺研究

针对目前从氟盐体系稀土熔盐电解渣中回收稀土效率低的问题,提出了一种NaOH焙烧-盐酸优溶浸出法。系统考察了焙烧温度、焙烧时间、NaOH添加量,以及盐酸浓度、液固比、浸出温度、浸出时间对渣中稀土提取效果的影响。结果表明:在焙烧温度600℃、焙烧时间1.5h、NaOH与稀土熔盐电解渣质量比0.8∶1、盐酸浓度2mol/L、液固比8∶1、浸出温度40℃、浸出时间15min的工艺条件下,稀土浸出率为99.22%。

废旧稀土荧光粉除铝渣二段酸浸回收稀土的研究

以废旧稀土荧光粉经酸浸、苛性钠焙烧、水洗除铝后的除铝渣为原料,采用二段酸浸并进行正交实验优化酸浸条件。结果表明,一段酸浸时,各因素对稀土浸出影响顺序为:液固比>盐酸浓度>浸出时间>浸出温度>H2O2添加量。在液固比6∶1、盐酸浓度6 mol/L、浸出时间60 min、浸出温度60℃、H2O2添加8%(体积分数)优化条件下,稀土总浸出率为95.48%,残酸浓度为2.18 mol/L,杂质Al含量高达134 mmol/L,Fe含量为1.78 mmol/L,Si含量达到3.89 mmol/L;二段酸浸在浸出温度60℃、浸出时间60 min下,通过添加新鲜除铝渣调节浸出液终点pH值为4,二段酸浸液杂质Al、Fe、Si含量降低到24.1 mmol/L、<0.09 mmol/L、3.89 mmol/L,满足后续萃取要求。

某稀土伴生放射性废渣库闭库封场设计

概述了三类固体废物填埋场的封场系统结构层设计,通过对比,结合实际工程案例,提出了稀土废渣库封场结构层设计方案。该设计方案为此类废渣库的闭库封场设计和相关标准规范的制定提供了参考依据。

硝酸分解伴生稀土磷矿研究现状

稀土元素一部分赋存在各种稀土矿中,一部分与磷灰石和磷块岩共生,磷矿中伴生的稀土元素是一种潜在的稀土资源,研究磷矿加工过程中综合回收稀土具有十分重要的意义。简要介绍了国内外硝酸分解伴生稀土磷矿以及从分解液中提取稀土的研究现状,重点阐述了硝酸分解伴生稀土磷矿以及从分解液中提取稀土的工艺条件。